物理科技生物学-PHYICA

呼吸金属的细菌可以新版封神榜改变电子学、生物传感器等等

化学 2022-02-07 00:02:07

伦斯勒理工学院托里·威尔斯 学分:伦斯勒理工学院 当希瓦氏菌以厌氧的方式“呼吸”某些金属和硫化合物时,就像好氧生物处理氧气的方式一样,它会产生可用于增强电子、电化学能量储存和药物输送装置的材料

这种细菌产生二硫化钼的能力——一种能够像石墨烯一样容易转移电子的材料——是伦斯勒理工学院的一组工程师在《生物相互作用》杂志上发表的研究重点

伦斯勒电气、计算机和系统工程副教授谢拉·索耶说:“如果我们能够理解这一过程,并控制细菌制造这些和其他材料的方式,这就有很大的潜力。”

这项研究由詹姆斯·里斯(James Rees)领导,他目前是索耶小组的博士后研究助理,与乔治湖杰斐逊项目(Rensselaer、IBM Research和乔治湖基金(The FUND for Lake George)合作,开创了环境监测和预测的新模式)密切合作,并得到了该项目的支持

这项研究是开发新一代营养传感器的重要一步,这种传感器可以部署在湖泊和其他水体上

里斯说:“我们发现,适应特定地球化学或生物化学环境的细菌,在某些情况下,可以创造出非常有趣和新颖的材料。”

“我们正试图将这一理念引入电气工程领域

" 里斯在研究生时代进行了这项开创性的工作,由索耶和尤里·戈比共同担任顾问,他是这篇论文的第三位作者

与其他厌氧菌相比,希瓦氏菌的一个特别不寻常和有趣的地方是它能产生能传递电子的纳米线

索耶说:“这有助于连接已经制造出来的电子设备。”

“所以,生活世界和人造世界之间的界面非常迷人

" 索耶和里斯还发现,因为他们的电子签名可以被绘制和监控,细菌生物膜也可以作为一种有效的营养传感器,为杰斐逊项目的研究人员提供关于乔治湖等水生生态系统健康的关键信息

“这项利用细菌生物膜的开创性工作代表了令人兴奋的新一代‘生物传感器’的潜力,它将彻底改变我们实时检测水体中过量营养物质的能力

这对于理解和减轻有害藻华和世界各地其他重要的水质问题至关重要,”杰弗逊项目主任里克·雷利亚说

索耶和里斯计划继续探索如何优化开发这种细菌,以利用其广泛的潜在应用

“我们在研究中有时会遇到这样的问题:为什么是细菌?或者说,为什么要把微生物学纳入材料科学?”里斯说

“生物学经历了这么长时间的试错发明材料

与生物学所能做的相比,人类科学家发明的复合材料和新型结构几乎只是沧海一粟

"

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